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毕业设计任务书
题 目 学生姓名 承担指导任务单位 学号 某中心牵引变电所电气系统设计 5 班级 导师 姓名 专业 电气工程及其自动化 讲师 电气工程系 导师 职称 一、主要内容 1.按规定供、馈电容量与要求确定电气主接线。 2.短路电流计算。 3.牵引变压器容量、型式及台数的选择。 4.母线(导体)和主要一次电气设备选择。 5.配置所需的二次系统。 6.进行防雷与接地的设计。 二、基本要求 1.设计计算说明书一份，要求条目清楚、计算正确、文本整洁。 2.绘制出牵引变电所电气主接线图。 三、主要技术指标(或研究方法) 1.包含有A、B、C三个牵引变电所的供电系统示意图如图1所示。 图1 牵引供电系统示意图 图1中对每个牵引变电所而言，220kV线路为一主一备。待建牵引变电所为牵引变电所A，220kV线路向220kV地区变电所供电，供电容量为2000MVA。图1中L1、L2、L3、L4长度分别30km、15km、15km、20km。线路平均正序电抗X1为0.4Ω/km，平均零序电抗X0为1.2Ω/km。 2.气象资料：本地区最高温度为38℃，最热月平均最高气温29℃，最热月地下0.8m处平均温度为22℃，年主导风向为东风，年雷暴雨日数为20天。 3.地质水文资料：本地区海拔60m，底层以砂黏土为主，地下水位为2m。 4.电源短路容量：电力系统容量分别为3000MVA 、2800MVA。选取基准容量为100MVA，在最大运行方式下，电力系统的综合电抗标幺值为0.21、0.23；在最小运行方式下，电力系统的综合标幺值为0.30、0.35。 5.负荷资料： 表1 牵引变电所负荷资料 项目 左臂负荷全日有效值(A) 右臂负荷全日有效值(A) 左臂短时最大负荷(A)[注] 右臂短时最大负荷(A) 牵引负荷功率因数 A牵引变电所 410 620 720 880 0.85(感性) 1页
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10kV地区负荷容量(kVA) 10kV地区负荷功率因数 牵引变压器接线型式 牵引变压器110kV接线型式 左供电臂27.5kV馈线数目 右供电臂27.5kV馈线数目 10kV地区负荷馈线数 预计中期牵引负荷增长 2×1000 0.87(感性) 自选 自选 2 2 2回路工作，1回路备用 20% [注]：供电臂短时最大负荷即为线路处于紧密运行状态下的供电臂负荷。 6.根据需要，可自行补充其它资料。 四、应收集的资料及参考文献 [1] 李彦哲，胡彦奎，王果等.电气化铁道供电系统与设计[M].兰州：兰州大学出版社，2006. [2] 贺威俊，简克良.电气化铁道供变电工程[M].北京：铁道出版社，1983. [3] 张保会，尹项根.电力系统继电保护[M].北京：中国电力出版社，2005. [4] 谭秀炳.交流电气化铁道牵引供电系统[M].成都：西南交通大学出版社，2009. 五、进度计划 1.第1周-第3周 调研、收集材料，完成外文翻译、开题报告； 2.第4周 分析、确定方案； 3.第5周-第7周 设计、计算、绘图； 4.第8周 中期检查； 5.第9周-第11周 撰写论文； 6.第12周-第14周 论文审核定稿； 7.第15周-第16周 答辩。 教研室主任签字 时 间 年 月 日 毕业设计开题报告
题 目 某中心牵引变电所电气系统设计 学生姓名 学号 班级 专业 电气工程及其自动化 2页
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一、研究背景 随着我国铁路建设的快速发展，电力牵引成为现代铁路最先进的牵引动力。它牵引力大，对环境影响小，能源利用率高，整备时间短，机车效率高，控制性能好，平稳，舒适。既适用于高速旅客运输，也适合重载运输。牵引变电所是电气化铁路牵引供电系统的重要组成部分，它的主要作用是将电力系统供应的电能转变为适于电力牵引及其供电方式的电能。牵引变电所是接受与分配电能并改变电能电压的枢纽。所以保证牵引变电所的高速安全运行对电气化铁路是至关重要的，因此就要对牵引变电所进行合理的系统设计。 二、国内外研究现状 目前我国的交、直流牵引变电所技术装备产生了很大的变化：主设备向高可靠性、小型化和免维修方面发展；变电所主接线和辅助设施趋向简单化和典型化；远动监控、故障录波和微机保护与自动装置得到了广泛的推广与应用。在牵引变压器方面，首台高海拔铁路专用牵引变压器已研制成功，能够满足高海拔地区牵引负荷变化剧烈、外部短路频繁等要求。我国目前已经全面掌握了时速为350-380公里电气化铁路的设计、施工、检测技术体系以及高速铁路接触网零配件、高强高导接触网导线、GIS开关、自动过分相等高铁关键产品研发和生产技术，建立了具有完全自主知识产权的中国高速铁路牵引供电技术体系，已跻身世界高铁技术前沿。 外国的变电所研究领先于我国，例如日本采用的是AT供电方式，变电所最大供电电流是2000~3000A，法国同样采用AT供电，牵引变电所采用225kV供电，单相与V接相互转换设计。他们在变电站的运行管理模式上已经达到无人值守的程度。 三、研究方案 牵引供电系统是将电能从电力系统传送到电力机车的电力装置的总称，是电气化铁路的供电系统，主要由牵引变电所和接触网两大部分组成。本次是对某中心牵引变电所的电气系统进行设计。设计思路如下： 1.对任务书中的主要技术指标进行分析研究，对所设计的内容有大致的了解，并参考各类相关的书籍，文献。 2.根据查阅的资料可以选择中心牵引变电所的牵引变压器接线形式为单相Vv接线。牵引变电所220kV高压侧的接线形式可以选择单母线分段接线的接线方式。 3.对牵引变压器的容量进行计算：根据两供电臂的有效电流和最大负荷电流得出在正常运行和紧密运行状态下牵引变压器的计算容量和校核容量，并对变压器容量进行功率因数补偿，经比较确定安装容量。最后确定变压器的容量，型式及台数。 4.根据以上计算结果选择出合适的主接线方式并用CAD画出电气主接线图。 5.将接线图简化，根据资料中的数据选择合适的短路点进行短路计算，确定最大短路电流和最小短路电流的大小。 6.选择母线、隔离开关、断路器、熔断器、互感器等电气主接线中的主要设备。 7.对电力系统配置继电保护，应满足可靠性(安全性和信赖性)、选择性、速动性和灵活性四个基本要求。 8.根据设计配置合适的并联补偿装置。设计变电所的防雷与接地，包括对避雷针、避雷器等以及接地系统的设计。 四、预期结果 对所要完成的任务、基本的设计原则及计算方法作出简要的论述。短路计算等有完整的计算电路图、详细的计算过程。用CAD画出整个牵引变电所的电气主接线图。确定牵引变压器的容量、型号及台数，配置主要的一次设备以及所需的继电保护。系统具有较好的防雷与接地3页